2021全国卷Ⅰ高考卷：生物+答案解析

2021全国I卷高考压轴卷

生 物

一、选择题：本题共6个小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．下列关于蛋白质的叙述中，正确的是（  ）

A．若某蛋白质中含有N条多肽链，则其含有N个氨基

B．蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖，并产生ATP

C．载体是具有运输功能的蛋白质，仅存在于细胞膜上

D．受体具有识别和信息传递功能，有的受体中含有糖类

2．下列关于细胞结构与功能的叙述，正确的是（    ）

A．降低光照强度，蓝藻的叶绿体中产生O2的速率将降低

B．无氧条件下，酵母菌的细胞质基质中能够产生ATP和酒精

C．抗原刺激下，浆细胞的高尔基体合成抗体并形成含抗体的囊泡

D．剧烈运动时，骨骼肌细胞的线粒体中葡萄糖分解速率将加快

3．某研究小组发现，血液中含有一种名为“GDFⅡ”的蛋白质，其含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降。因端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而让端粒不因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加，所以GDFⅡ含量减少会导致细胞分裂能力下降。下列分析错误的是（    ）

A．血液中GDFⅡ的减少可能与人体神经干细胞的衰老有关

B．血液中GDFⅡ含量减少可导致神经干细胞的形态结构发生改变

C．若控制GDFⅡ合成的基因不能表达，可导致神经干细胞发生癌变

D．正常细胞的分裂次数是有限的，这可能与端粒不断被损耗有关

4．下图所示的单基因遗传病在人群中的发病率为1/a。下列分析正确的是（    ）

A．该病是伴X染色体隐性遗传病 B．Ⅲ1为纯合子的概率应是2/3

C．Ⅰ1与Ⅲ3为携带者的概率相同 D．据图分析可知a的值应是9

5．工作在第一线的医护人员采取多种措施，全力救治重症的新冠肺炎患者，挽救了许多患者的生命。下列有关措施与其生物学原理的对应关系中正确的是（    ）

A．利用呼吸机等设备提高患者的血氧水平——有氧呼吸各个阶段都需要氧气参与

B．为患者提供更多的营养物质——免疫系统的结构与功能增强需要消耗有机物和能量

C．将新冠肺炎康复者的血浆输入患者体内——康复者血浆中含有B细胞

D．增强患者战胜疾病的信心——大脑皮层中有免疫调节中枢

6．在美国亚利桑那州北部的凯巴伯森林地区，人们为了保护鹿而大量捕杀鹿的天敌--狼。下列说法正确的是（    ）

A．狼从鹿获得的能量最终来自该生态系统中生产者固定的太阳能

B．鹿和狼之间的信息传递对鹿不利，使该生态系统的稳定性受到破坏

C．若消灭了狼，可使鹿的种群数量按照J型曲线持续增长

D．大量捕杀狼使生态系统的能量流动方向发生改变

二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第29~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第37~38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共39分）

29．细辛是一种在森林下部生活的植物，滨藜是一种在沙漠中生活的植物。下图是光照强度对两种植物光合作用强度影响的曲线（甲、乙）。请据图作答：

（1）图中代表滨藜光合作用强度变化曲线是_________，判断依据是_________ 。

（2）甲曲线上b1点时植物叶肉细胞内光合作用吸收的CO2来自于_________ ，叶肉细胞中水参与反应并产生[H]的部位有_________ 。

（3）据图分析，光照强度为b2和c时，限制乙植物光合作用的主要环境因素分别是 _________ 。

（4）图中e点甲植物合成的有机物量 _________ （填“等于”、“大于”、“小于”）乙植物。

30．为研究南瓜多糖对血糖的影响，某课题组用四氧嘧啶一定程度上破坏小鼠的胰岛B细胞，使小鼠患糖尿病。将糖尿病小鼠分为两组，A．组灌胃（一种实验中常用的给药方式）一定浓度的南瓜多糖溶液，B．组灌胃等体积的水，一段时间后测定两组小鼠血糖及胰岛素含量。回答下列问题：

（1）实验中血糖指标需要在空腹条件下测定，原因是_________________________________。

（2）实验结果表明饲喂南瓜多糖后，小鼠体内胰岛素含量升高，加速组织细胞_______________________葡萄糖，从而降低血糖浓度，从而得出南瓜多糖具有一定的降血糖作用。

（3）为使实验更科学，还应增加一组灌胃等体积水的_____________________小鼠，以测定____________和________________基准值。

31．果蝇的眼色有野生型和三种突变类型（朱红眼、棕红眼、白眼），该眼色由两对等位基因B和b、D和d共同控制，基因组成与表现型的关系为：

①位于X染色体上的隐性基因d纯合时表现为朱红眼（XdXd和XdY均为纯合子）；

②位于第Ⅱ号常染色体上的隐性基因b纯合时表现为棕红眼；

③当基因b和d都纯合时表现为白眼。

（1）该种眼色的遗传遵循_____定律，该果蝇种群中野生型雄果蝇的基因型为_____。

（2）若果蝇的某种性状由细胞质基因控制，则该性状只能通过______（父本或母本）遗传给子代，原因是_______。

（3）某同学用野生型雌果蝇与白眼雄果蝇为亲本进行杂交，结果如表。

①F2中野生型雌果蝇的比例为_______。

②若让F2中的非野生型雌果蝇和朱红眼雄果蝇相互交配，F3中基因d的频率为____。

32．在气候条件适宜的情况下，闲置数年后的草莓农田被柳等木本植物覆盖，成片的草莓不见了。请回答：

（1）草莓农田闲置后基本保留了原有的_____________，进而发生次生演替。

（2）演替过程中，草莓被柳树林代替的原因是_____________；群落的丰富度将_____________（填“增大”“减小”或“保持不变”）。

（3）若气候条件比较干旱，则闲置的草莓农田可能发展至_____________阶段。

（二）选考题：共15分。请考生从2道题中选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

37．[生物——选修1：生物技术实践]（15分）

家蚕性染色体组成为雌ZW，雄性ZZ。雄蚕吐丝多、丝质好，更受蚕农青睐，但幼蚕阶段雌雄不易区分。研究人员培育出了几乎只产雄蚕的家蚕品系，原理如图所示。（说明：a、b是只位于Z染色体上的隐性基因，且纯合致死，+代表与a、b对应的显性基因。）

请回答：

（1）图中亲本分别用Z++W与Za+Z+b表示，则子代中存活的基因型为_____________。

（2）a与b的遗传_______（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律，原因是___________。

（3）研究人员多次进行图中所示的杂交实验，发现后代雄蚕率为96%~98%，而不是理想的100%，推测可能的原因是________________。

（4）图中品系仅是从遗传的角度在实验室构建的，蚕丝性状不够理想。近期发现某优良性状由常染色体上的E基因控制，现有EEZ++Z++、EEZ++W、eeZa+Z+b、eeZ++W家蚕，能否通过杂交育种培育出EEZa+Z+b家蚕？____________。请说明理由：______________________。

（5）科学家通过辐射处理使常染色体上的基因片段拼接到W染色体上，最终培育出优良品种的家蚕，这种培育方法依据的原理是__________________。

38．[生物——选修3：现代生物科技专题]（15分）

通过基因工程研制的某新型基因治疗药物，其本质是利用腺病毒和人P53基因（抑癌基因）拼装得到的重组病毒。人的P53蛋白可对癌变前的DNA损伤进行修复，使其恢复正常，或诱导其进入休眠状态或细胞凋亡，阻止细胞癌变。该药物的载体采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主细胞的基因组中，无遗传毒性；载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制，不会污染。请回答下列问题：

（1）在该药物的生产中，为了获得更高的安全性能，在载体一般应具备的条件中，科学家选择性地放弃了一般载体都应该具有的_________________（在“能自我复制”“有多个限制性酶切位点”“在宿主细胞中能稳定保存”中选答）。检测P53基因基因是否插入到染色体上，可从分子水平上检测，方法是___________。

（2）如果要获取人类基因组中抑癌基因P53，可以采取的方法通常包括_____________和人工方法合成。目的基因的大量扩增则可以采用_________________技术，该技术中需使用一种特殊的酶是_________________。

（3）如果要获得胚胎干细胞进行研究，则胚胎干细胞可来源于______________的内细胞团，或胎儿的原始性腺，也可以通过_________________技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。在培养液中加入_________________，如牛黄酸等化学物质时就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。

参考答案及解析

1.【答案】D

【解析】如果某蛋白质含有N条多肽链，则该蛋白质至少含有N个游离的氨基，A错误蔗糖酶催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖的过程中不能产生ATP，B错误；载体不一定是蛋白质，也不一定位于细胞膜上，C错误；受体具有识别和信息传递的功能，有的受体含有糖类，如糖蛋白，D正确。故选D。

2.【答案】B

【解析】蓝藻为原核生物，其细胞内无叶绿体，A错误；无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸可以产生ATP和酒精，B正确；抗原不能直接刺激浆细胞，浆细胞的高尔基体无合成抗体的功能，抗体在核糖体上合成，经内质网和高尔基体加工后分泌到细胞外，C错误；有氧呼吸时，葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸再进入线粒体，可见，线粒体不能直接分解葡萄糖，D错误。故选B。

3.【答案】C

【解析】GDFⅡ含量减少可导致神经干细胞中端粒酶的活性下降，从而抑制端粒的修复延长，使细胞衰老，A正确；衰老的细胞会发生形态结构和功能的改变，B正确；控制GDFⅡ合成的基因发生突变，则机体无法合成GDFⅡ，可能会加速细胞衰老，但不会导致神经干细胞发生癌变，C错误；端粒酶在细胞中可以将端粒修复延长，而让端粒不因细胞分裂而有所损耗，使细胞分裂次数增加，D正确。故选C。

4.【答案】C

【解析】分析系谱图：Ⅱ3患病且为女性，其父母都正常，所以该单基因遗传病为常染色体隐性遗传病（用B、b表示）。该病在人群中的发病率为1/a，说明bb=1/a，b= ，B=1−。分析系谱图，该遗传病为常染色体隐性遗传病，在人群中的发病率女性等于男性，A错误；Ⅱ1与Ⅱ2婚配，Ⅱ1产生B配子的概率为（1－ ），因为a未知，不能计算出Ⅲ1为纯合子的概率，B错误；Ⅱ3患病，基因型为bb，其父母均为杂合子，基因型为Bb，其后代不患病个体基因型为Bb，所以Ⅰ1与Ⅲ3均为携带者，概率相同，C正确；据图分析，Ⅱ3患病概率为1/4。在随机人群中，隐性遗传病的发病率1/a一般较低，题干信息不能推算出随机人群发病率，D错误。故选C。

5.【答案】B

【解析】只有有氧呼吸第三阶段需要氧气参与，A错误；为患者提供更多的营养物质，可以为增强免疫系统的结构与功能提供有机物和能量，B正确；康复者血浆中含有抗体，C错误；大脑皮层没有免疫调节中枢，D错误。故选B。

6.【答案】A

【解析】该森林生态系统存在的一条食物链为绿色植物→鹿→狼，狼获得的能量来自鹿，而鹿同化的能量来自该生态系统生产者通过光合作用固定的太阳能，A正确；鹿和狼之间存在信息传递，这种信息传递能调节种间关系，有利于维持生态系统的稳定性，B错误；由于人为地消灭了狼，鹿的种群数量会在短时间内增加，当鹿的种群数量超过了森林的环境容纳量，种群数量又开始减少， C错误；大量捕杀狼生态系统的能量流动方向不会发生改变，D错误。故选A。

29.【答案】

(1)甲    滨藜生活在沙漠适应较强光照，甲曲线对应的光饱和点(或光补偿点)更大   

(2)细胞呼吸释放出的和来自大气中    类囊体薄膜（基粒或叶绿体）、线粒体基质（线粒体）    (3)光照强度CO2浓度、温度   

(4)大于   

【解析】

（1）根据题干信息得知，细辛适合生活在较弱光照环境，滨藜适合生活在较强光照环境中，前者的光补偿点和光饱和点都比后者低，所以甲曲线对应的是滨藜，乙曲线对应的是细辛。

（2）根据图像得知光照强度为b1时，植物的光合作用强度和呼吸作用强度相同，但植物所有细胞都要进行呼吸作用而只有叶肉细胞等进行光合作用，所以叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，其所需的CO2除了来自细胞呼吸外还需要从环境中吸收。细胞有氧呼吸第二阶段需要水的参与并生成[H]，光合作用光反应阶段水被光解为氧气和[H]。前者发生于线粒体，后者发生于叶绿体。

（3）乙曲线中光照强度由b2增加到b1时，光合作用随着光照强度的增大而增大，说明光照强度是该点的影响因素。在光照强度大于c之后，光照强度继续增加光合作用不再增强，说明光合作用的限制因素不再是光照强度而是CO2浓度、温度。

（4）植物合成的有机物指的是其总光合作用量，图中e点两植物的净光合量相同，而甲的呼吸作用比乙的强，总光合量等于净光合量+呼吸作用量，因此图中e点甲植物合成的有机物量大于乙植物。

30.【答案】

(1)避免进食后吸收的葡萄糖对实验数据产生影响（或“血糖升高后对实验数据产生影响”）   (2)摄取、利用和储存   

(3)正常    血糖    胰岛素   

【解析】

（1）血糖的主要来源为食物的消化吸收，因此实验中血糖指标需要在空腹条件下测定，避免进食后吸收的葡萄糖对实验数据产生影响（或“血糖升高后对实验数据产生影响”）。

（2）胰岛素的功能：促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而使血糖水平降低。

（3）为使实验更科学，还应增加一组对照组：灌胃等体积水的正常小鼠，以测定血糖和胰岛素含量作为基准值。

31.【答案】

（1）基因自由组合    BBXDY和BbXDY   

（2）母本    受精卵中的质基因几乎全部来自卵细胞（或母本）   

（3）3/8    1/2   

【解析】

（1）因控制眼色的基因分别位于常染色体和X染色体上，两对基因独立遗传，故遵循基因的自由组合定律；野生型果蝇应为双显性个体，则雄果蝇的基因型应为B—XDY（BBXDY和BbXDY）；

（2）因受精时精子只有头部（细胞核）与卵细胞结合，故受精卵中的质基因几乎全部来自卵细胞（或母本），因此若果蝇的某种性状由细胞质基因控制，则该性状只能通母本遗传给子代；

（3）野生型（♀）B—XDX—×白眼（♂）bbXdY，F1雌雄均为野生型（B—XDX—、B—XDY），则可推知亲本基因型为BBXDXD、bbXdY，F1基因型为BbXDXd、BbXDY；

①F1个体间相互交配，则F2中野生型雌果蝇基因型为B—XDX—，比例为3/4×1/2=3/8；

②F1基因型为BbXDXd、BbXDY， F2中不可能出现XdXd的个体，故非野生型雌果蝇只有棕红眼，基因型为1/2bbXDXD和1/2bbXDXd，朱红眼雄果蝇的基因型为B—XdY，只考虑D、d一对等位基因，则可转化为XDXD：XDXd：XdY=1:1:2，则d的基因频率为（1＋2）/（2×2＋2）=1/2，因随机交配不改变基因频率，故F3中d的基因频率仍为1/2。

32.【答案】

(1)土壤条件（或土壤中的植物种子、其他繁殖体）   

(2)柳树与草莓在争夺阳光、空间等资源的竞争中处于优势    增大   

(3)草本植物或（稀疏的）灌木   

【解析】演替是指一个群落被另一个群落所代替的过程，可以分为初生演替和次生演替，其中次生演替是指在原有植被虽不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其它繁殖体的地方发生的演替。

（1）草莓农田闲置后其土壤条件（或土壤中的植物种子、其他繁殖体）依然保留，因此发生的属于次生演替；

（2）演替过程中优势物种的替换发生的原因是柳树林在阳光、空间等资源的竞争中处于优势，草莓在竞争中处于劣势；次生演替过程中由于环境较为适宜，演替的方向是向着物种多样化发展，因此丰富度将增大；

（3）由于气候条件比较干旱，可能不利于植被的生长，群落可能向着草本植物或（稀疏的）灌木演替。

37.【答案】

(1)Za+Z++、Z++Z+b   

(2)不遵循    a和b位于一对同源染色体上   

(3)图中亲本雄蚕初级精母细胞中ZZ染色体可能发生交叉互换，形成含有++基因的Z染色体的精子，与含W染色体的卵子结合后，可出现能存活的雌蚕，所以雄蚕率不到100%   

(4)不能    若要培育目标品种EEZa+Z+b，必须有Za+W或者是Z+bW的存活雌蚕来作为杂交母本，但这些基因型的雌蚕是不能存活的。因此无法通过杂交培育目标品种EEZa+Z+b

（或：若要通过杂交育种获得EEZa+Z+b，其中一条Z染色体必须来自母本，则母本的基因型为Za-W或者是Z-bW，但这两种基因型的雌蚕不能存活。因此无法通过杂交培育标品种EEZa+Z+b。或：家蚕EEZa+Z+b是由基因型EZa+和EZ+b的雌雄配了受精发育来的，而亲代雌性家蚕Za+W或Z+bW是无法存活。）   

(5)染色体结构变异（或：易位）   

【解析】

（1）结合题意可知，图中亲本的基因型为Z++W与Za+Z+b表示，子代中存活的基因型为Za+Z++、Z++Z+b。

（2）a与b为同源染色体上的非等位基因（或a和b位于一对同源染色体上），故两对基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。。

（3）图中亲本雄蚕的基因型为Za+Z+b，在减数分裂形成精子的过程中，在四分体时期初级精母细胞中ZZ染色体可能发生交叉互换，进而形成含有++基因的Z染色体的精子，与含W染色体的卵子结合后，可出现能存活的雌蚕，所以雄蚕率不到100%。

（4）现有亲本为EEZ++Z++、EEZ++W、eeZa+Z+b、eeZ++W家蚕，能否通过杂交育种培育出EEZa+Z+b家蚕，要解答这个问题，可以采用逆推法来分析，若要培育目标品种EEZa+Z+b，必须有Za+W或者是Z+bW的存活雌蚕来作为杂交母本，根据题意这些基因型的雌蚕是不能存活的。因此无法通过杂交培育目标品种EEZa+Z+b。

（5）科学家通过辐射处理后的结果是让常染色体上的基因片段拼接到W染色体上，显然是实现了非同源染色体之间片段的拼接，这属于染色体结构变异中的易位，故最终培育出优良品种的家蚕所依据的原理是染色体结构变异。

 38.【答案】

(1)能自我复制    DNA分子杂交技术   

(2)自然界已有物种分离    PCR    热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）   

(3)囊胚期    核移植    分化诱导因子   

【解析】

（1）据题意可知，载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制，不能污染。故在载体一般应具备的条件中，科学家选择性地放弃了一般载体都应该具有的自我复制功能。检测P53基因的表达产物，可从分子水平上检测，采用DNA分子杂交技术。

（2）如果要获取人类基因组中抑癌基因P53，可以采取的方法通常包括从从基因文库获取和通过化学方法人工合成。目的基因的大量扩增则可以采用PCR技术，该技术中因需要高温处理，故需使用的一种特殊的酶是热稳定DNA聚合酶。

（3）在研究中如果要获得胚胎干细胞进行研究，则胚胎干细胞可来源于囊胚期的内细胞团，或胎儿的原始性腺，也可以通过核移植技术得到重组细胞后再进行相应处理获得。在培养液中加入分化诱导因子，可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。